DE3118025A1 - Heat exchanger for heating systems - Google Patents
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Abstract
Description
Wärmeaustauscher für HeizungsanlagenHeat exchangers for heating systems
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustaustauscher für Heizungsanlagen zur Ausnutzung der Abgaswärme im Rohrsystem zwischen dem Heizkessel und dem Kamin.The invention relates to a heat exchanger for heating systems to utilize the exhaust gas heat in the pipe system between the boiler and the chimney.
Es ist bekannt, die Abgaswärme von Heizungsanlagen mittels eines hydrodynamischen Thermokonvektor aus zunutzen. Das Abgasrohr, das den Heizkessel mit dem Kamin verbindet, wird mit dem Konvektor verbunden. Dieser besteht aus einem Rohr mit Doppelmantel, wobwei die Abgase im Innern dieses Rohrsystems verlaufen. Zwischen dem äusseren und dem inneren Mantel wird Wasser eingeleitet, wobwei der Raum des Doppelmantelsystems mit dem Heizungsleitungssystem verbunden ist. Die im Innenrohr geführten Abgase geben auf ihrem Weg Wärme an das Doppelmantelrohr ab und dieses erwärmt widerum das im Doppelmantel enthaltene Wasser. Dadurch soll das in der Heizungsanlage befindliche Wasser um das im Doppelmantel erwärmte Wasser bereichert werden.It is known that the exhaust gas heat from heating systems by means of a hydrodynamic Take advantage of the thermal convector. The flue pipe that connects the boiler to the chimney, is connected to the convector. This consists of a pipe with a double jacket, whereby the exhaust gases run inside this pipe system. Between the outside and water is introduced into the inner jacket, whereby the space of the double jacket system is connected to the heating pipe system. The exhaust gases conducted in the inner tube give off heat to the jacketed pipe on their way and this in turn heats up the water contained in the double jacket. This is intended to be what is in the heating system Water can be enriched by the water heated in the double jacket.
Diese Ausführung arbeitet nicht mit dem optimalen Wirkungsgrad, auch sind die Temperaturdifferenzen nicht berücksichtigt.This design doesn't work at optimal efficiency, either the temperature differences are not taken into account.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Wärmeaustauschsystem zu schaffen, das den im Abgasrohrüberschüssigen Wärmeanteil voll ausnutzt. Hierbei ist darauf zu achten, daß die Wärmeausnutzung nur in dem Maße erfolgt, wie dei erforderliche Temperatur am Kaminausgang es zuläßt.It is therefore an object of the present invention to provide a heat exchange system to create that fully utilizes the excess heat in the exhaust pipe. Here is ensure that the heat is only used to the extent that is required Temperature at the chimney exit.
'Erfindungsgemäß geschieht das durch die in den Ansprüchen enthaltenen Merkmale.According to the invention, this is done by what is included in the claims Characteristics.
An einem Beispiel wird die Erfindung näher beschrieben.The invention is described in more detail using an example.
Fig. 1 zeigt einen Wärmeaustauscher und Fig. 2 zeigt die Integration diese Wärmeaustauschers in ein Heizungssystem.Fig. 1 shows a heat exchanger and Fig. 2 shows the integration this heat exchanger into a heating system.
Der Wärmeaustauscher 2 besteht aus einem ein- oder doppelwandigem Rohr und ist mit einer Innenisolierung aus Isolierstoff 4 versehen. Damit soll erreicht werden, daß die Wärme nicht durch die Rohrwand abfließen kann. Im Innern dieses Wärmeaustauschers ist eine Rohrspirale 3 angeordnet, die vom Heizungswasser durchflossen wird. Der Zulauf erfolgt normal über das Zuflußrohr 5 und der Ablauf über das Ablaufrohr 6. Im Bedarffall läßt sich die Flußrichtung auch umkehren. Letzteres wird einmal von der Einbauart- waagerecht oder senkrecht- abhängen und zum anderen vom Wärmestau.The heat exchanger 2 consists of a single or double-walled one Tube and is provided with an inner insulation made of insulating material 4. This is supposed to achieve that the heat cannot flow away through the pipe wall. Inside this A spiral pipe 3 is arranged in the heat exchanger, through which the heating water flows will. The inlet takes place normally via the inlet pipe 5 and the outlet via the outlet pipe 6. If necessary, the direction of flow can also be reversed. The latter will be once depend on the type of installation - horizontal or vertical - and on the other hand on the build-up of heat.
Die Abgasrohre 1 entsprechen den normalen Verbindungsrohren zwischem einem Heizkessel und dem Kamin und sind in Fig. 1 als Rohrstutzen fest mit dem Wärmeaustauscher vereinigt. Durch einen Pfeil ist die Abgasrichtung angegeben. Der obere Rohrstutzen 1 nimmt zusätzlich eine Verschlußklappe 11 auf, die über einen Stellmotor I2 gesteuert wird.The exhaust pipes 1 correspond to the normal connecting pipes between a boiler and the chimney and are fixed to the heat exchanger in Fig. 1 as a pipe socket united. The direction of the exhaust gas is indicated by an arrow. The upper pipe socket 1 also accommodates a shutter 11, which is controlled by a servomotor I2 will.
Dieser Stellmotor steht elektrisch mit dem Heizkessel in Verbindung, so daß ein Schließen der Klappe nur möglich sit, wenn die Flamme aus ist. Hierdurch wird dafür gesorgt, daß die Wärme länger im Innern des Wärmeaustauschers ansteht.This servomotor is electrically connected to the boiler, so that the flap can only be closed when the flame is off. Through this ensures that the heat remains inside the heat exchanger for a longer period of time.
Die Wasserdurchlaufmenge durch die Rohrspirale 3 wird durch die Pumpe 7 im Zulauf 5 gesteuert. Die Pumpenleistung wird einmal beeinflußt durch den Erhitzungsgrad im Innern der Rohrspirale 3 und zum andern von der Abgastemperatur am Kaminende. Bekanntlich -ist eine bestimmte Temperatur am Kaminausgang vorgeschrieben, die nicht unterschritten werden sollte. Durch Temperaturfühler 9 die die Abgastemperatur am Kaminende und die Wassertemperatur in der Spirale messen, wird die Pumpe 7 über elektrische Leitungen 10 gesteuert.The amount of water flowing through the spiral pipe 3 is determined by the pump 7 controlled in inlet 5. The pump performance is influenced on the one hand by the degree of heating inside the spiral pipe 3 and on the other hand from the exhaust gas temperature at the end of the chimney. As is well known, a certain temperature is prescribed at the chimney exit, which is not should be fallen below. By temperature sensor 9 the exhaust gas temperature on To measure the end of the chimney and the water temperature in the spiral, the pump 7 is over electrical lines 10 controlled.
Die Wirkungsweise dieses Wärmeaustauschers ist folgende.The mode of operation of this heat exchanger is as follows.
Die heißen Abgase strömen durch das Rohr 1 und durch das Innere des Wärmeaustauschers 2. Hierbei umströmen sie die Rohrspirale 3, erhitzen di.ese und damit das innen fließende Wasser. Die Rohrspirale 3 besitzt eine sehr große Oberfläche, wodurch die Wärmeabgabe wesentlich besser ist. Die heißen Gase werden weiter in den Kamin geleitet.The hot exhaust gases flow through the pipe 1 and through the interior of the Heat exchanger 2. Here they flow around the spiral pipe 3, heat di.ese and so that the water flowing inside. The spiral pipe 3 has a very large surface, whereby the heat dissipation is much better. The hot gases will continue in headed the chimney.
Hierbei ist die Verschlußklappe 11 geöffnet. Die Pumpe 7 bestimmt die Wasserdurchflußmenge durch das Rohrsystem in der Zeiteinheit, abhängig von den gemessenen Temperaturen am Kaminende und an der Rohrleitungsspirale. Die Wirkung des Temperaturfühlers ist hierbei nur so lange für die Steuerung maßgebend, wie eine Flamme im Heizungskessel brennt. Wird diese abgeschaltet, so schließt über Stellmotor 12 die Verschlußklappe 11, die Wärme wird gestaut und es tritt ein hierauf abgestimmter Durchfluß des Wassers in der Rohrspirale ein. Die im Innern des vorzugsweise isolaten Wärmeaustauscher liegende Rohrspirale hat infolge der großen Oberfläche einen guten Wirkungsgrad für den Wärmeübergang.Here, the shutter 11 is open. The pump 7 determines the water flow rate through the pipe system in the unit of time, depending on the measured temperatures at the end of the chimney and at the pipe spiral. The effect of the temperature sensor is only available for the control as long as this decisive, like a flame burns in the boiler. If this is switched off, it closes Servomotor 12, the shutter 11, the heat is accumulated and it occurs coordinated flow of water in the spiral pipe. The one inside the preferably isolaten heat exchanger has a lying spiral tube due to its large surface good efficiency for heat transfer.
Dieser Wärmeaustauscher ist in ein Heizungssystem herkömmlicher Art integriert. Er hat den Vorteil, daß er auch nachträglich in jedes Deizungssystem, das an einen Kamin angeschlossen ist, eingebaut werden kann.This heat exchanger is conventional in a heating system integrated. It has the advantage that it can also be added to any deicing system afterwards, which is connected to a chimney, can be built in.
Die Fig. 2 veranschaulicht dieses. Der Heizofen oder Heizkessel 13 besitzt im Innern ein Heizsystem 17, in dem der Wärmeaustausch Brenngase-Wasser stattfindet. Dieses Heizsystem ist mit den Heizkörpernl6 über das Rohrleitungssystem Zuleitung 18 und Rückleitung 19 verbunden. Ober den abgezweigten Mischerzufluß 20 wird ein Mischventil 15 bekannterweise mit Rückwasser versorgt. An diese Leitung 20 ist der Zufluß 5 zum Wärmeaustauscher 2 angeschlossen, während der Abfluß 6 direkt dem Kessel über die Heizwasserrückleitung 19 zugeführt wird. Das im Wärmeaustauscher 2 erwärmte Wasser wird also in den Kesseleinlauf gegeben, um so durch erhöhte Wassertemperatur ein vermindertes Anspringen der Kesselfeuerung zu ereichen. Der Wärmeaustauscher 2 liegt im Abgasrohrsystem 1 zwischen Kessel 13 und Kamin 14.Figure 2 illustrates this. The stove or boiler 13 has inside a heating system 17, in which the heat exchange fuel gases-water takes place. This heating system is connected to the radiatorsl6 via the pipeline system Supply line 18 and return line 19 connected. Via the branched off mixer inflow 20 a mixing valve 15 is known to be supplied with backwater. To this line 20 the inflow 5 is connected to the heat exchanger 2, while the outflow 6 directly is fed to the boiler via the heating water return line 19. That in the heat exchanger 2 heated water is added to the boiler inlet, so as to increase the water temperature to achieve a reduced starting of the boiler firing. The heat exchanger 2 lies in the exhaust pipe system 1 between boiler 13 and chimney 14.
Die Pumpe 7 wird zweckmässig so ausgebildet, daß sie im Stillstand den Wasserdurchfluß im Rohrleitungssystem 3 stoppt. Sie kann damit zugleich als Sperre dienen. Im Falle der Absperrung empfiehlt es sich, zusätzlich ein Abflußventil in die Abflußleitung 6 einzubauen, das dann von Hand oder automatisch von der Pumpe 7 gesteuert geöffnet wird, um das Wasser aus dem Wärmeaustauscher abzuleiten.The pump 7 is expediently designed so that it is at a standstill the flow of water in the pipe system 3 stops. It can also be used as a Serve lock. In the case of a shut-off, it is advisable to use an additional drain valve to be installed in the drain line 6, which is then done by hand or automatically by the pump 7 is opened in a controlled manner in order to drain the water from the heat exchanger.
Bei Heizungen ohne Schwerkraft ist noch eine Umwälzpumpe 21 vorhanden. Die beiden Pumpen 7 und 21 beeinflussen sich hierbei nicht.In the case of heaters without gravity, a circulation pump 21 is also available. The two pumps 7 and 21 do not influence each other here.
Claims (7)
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Cited By (1)
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EP2299183A1 (en) * | 2009-08-26 | 2011-03-23 | Paloma Industries, Ltd. | Water heating apparatus |
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1981
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Cited By (2)
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EP2299183A1 (en) * | 2009-08-26 | 2011-03-23 | Paloma Industries, Ltd. | Water heating apparatus |
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